一种深基坑桩墙顶部水平位移测试方法技术

本发明专利技术提出一种深基坑桩墙顶部水平位移测试方法，包括：将第一光纤光栅串2和第二光纤光栅串3安装于载体两侧；第一光纤光栅串2和第二光纤光栅串3包括多个测点；在被测对象1上选取与端点距离分别为a和b的两点，记为A和B，并设定A和B的初始水平位移为0；当被测对象1发生变形后，获取变形后第一光纤光栅串2测点的中心波长和变形后第二光纤光栅串3测点的中心波长；获取变形后A和B的位移；计算出各测点的位移。本发明专利技术有益的效果：本发明专利技术设置两组的光纤光栅串，实时量测各界面的压缩应变和拉伸应变，通过外部基准点测试两端点的水平位移，作为位移边界，从而计算出被测对象的挠度，实现了对被测对象的实时监测，确保了工程的安全。确保了工程的安全。确保了工程的安全。

【技术实现步骤摘要】
一种深基坑桩墙顶部水平位移测试方法


[0001]本专利技术涉及光纤光栅传感技术和基坑工程监测
，更确切地说，它涉及一种深基坑桩墙顶部水平位移测试方法。

技术介绍

[0002]基坑开挖过程中，工程技术人员往往需要了解围护结构深层水平位移大小和桩墙顶部水平位移及其时空演变规律，以确保工程施工的安全性。
[0003]深基坑开挖时，围护结构应力调整、周边车辆或临时堆载均会造成桩墙顶部水平位移，反映深基坑围护结构稳定性主要指标，根据GB50911
‑
2013《城市轨道交通工程监测技术规范》、GB50497
‑
2019《建筑基坑工程监测技术标准》规定基坑桩墙顶部水平位移为必测项目。另外软土地基深基坑安全监测实施中，围护结构嵌固深度不足等因素，现场计算围护结构深层水平位移时，一般采用从孔口起算，利用高精度全站仪采用极坐标法、视准线等方法测试桩墙顶部水平位移，用以修正校准围护结构深层各点的水平位移。受到现场场地所限、通视等多种因素影响，采用全站仪测试桩墙顶部水平位移的精度不高，且测试效率较低，因此无法准确获得基坑变形数据，特别是对软土地基基坑围护结构踢脚变形，传统方法无法及时准确的真实地反映基坑是否发生踢脚现象。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是克服现有技术中的不足，提出了一种实施简单、测量精度高、可以实现在线监测的深基坑桩墙顶部水平位移测试方法。
[0005]第一方面，提供了一种深基坑桩墙顶部水平位移测试方法，包括：
[0006]S1、将第一光纤光栅串2和第二光纤光栅串3关于载体中心线对称地安装于载体两侧，且两根光纤光栅串位于同一水平面上；所述第一光纤光栅串2和所述第二光纤光栅串3均包括多个测点，且第一光纤光栅串2上的测点与第二光纤光栅串3上的测点之间关于载体中心线对称设置；
[0007]S2、获取第一光纤光栅串2测点的初始中心波长和第二光纤光栅串3测点的初始中心波长；
[0008]S3、在被测对象1上选取与端点距离分别为a和b的两点，记为A和B，并设定A和B的初始水平位移为0；
[0009]S4、当载体随被测对象1发生同步变形后，获取变形后第一光纤光栅串2测点的中心波长和变形后第二光纤光栅串3测点的中心波长；
[0010]S5、引入外部基准点，通过全站仪测试获取变形后A和B的水平位移V
a1
、V
b1
；
[0011]S6、计算出各测点的应变变化量以及位移。
[0012]作为优选，S1中，所述测点为光纤布拉格光栅传感器，测点的中心波长用下式表示：
[0013]λ
B
＝2n
eff
Λ
[0014]其中，λ
B
表示中心波长，n
eff
为纤芯等效折射率，Λ为光栅周期。
[0015]作为优选，S4中，当受到外界温度、应变作用时，测点的中心波长位移表示为：
[0016]Δλ
B
＝2Δn
eff
Λ+2n
eff
ΔΛ
[0017]其中，Δλ
B
为测点的中心波长位移，Δn
eff
为纤芯等效折射率变化，ΔΛ为光栅周期变化。
[0018]作为优选，S4中，测点的中心波长产生的漂移为：
[0019][0020]其中，ε
Z
为轴向应变，P
e
为弹光系数，α
Λ
为光纤的热膨胀系数，α
n
表示热光系数，ΔT为温度的变化量。
[0021]作为优选，S4中，两光纤光栅测点的中心波长漂移之差为：
[0022][0023]其中，和分别表示两光纤光栅测点的中心波长漂移。
[0024]作为优选，S6中，测点的应变变化量的计算公式为：
[0025][0026]其中，Δε
zi
表示应变变化量，λ
Bi0
表示第一光纤光栅串2测点的初始中心波长，λ
Bi1
表示变形后第一光纤光栅串2测点的中心波长；λ
′
Bi0
表示第二光纤光栅串3测点的初始中心波长，λ
′
Bi1
表示变形后第二光纤光栅串3测点的中心波长。
[0027]作为优选，S6中，测点的位移的计算公式为：
[0028][0029]其中，y
i
表示位移，Δx
i
为沿被测对象1长度上下两测量截面的间距，R为被测对象1截面上对称两应变测点之间距离的一半，ε
a
为A点的应变，ε
b
为B点的应变。
[0030]第二方面，提供了一种深基坑桩墙顶部水平位移测试装置，用于执行第一方面任一所述的深基坑桩墙顶部水平位移测试方法，包括：载体、被测对象1、第一光纤光栅串2和第二光纤光栅串3；
[0031]其中，第一光纤光栅串2和第二光纤光栅串3关于载体中心线对称地安装于载体两侧，且两根光纤光栅串位于同一水平面上；第一光纤光栅串2和所述第二光纤光栅串3均包括多个测点，且第一光纤光栅串2上的测点与第二光纤光栅串3上的测点之间关于载体中心线对称设置；载体材料的弹性模量小于等于土体的弹性模量。
[0032]本专利技术的有益效果是：
[0033]1.本专利技术设置两组成线性分布的光纤光栅串，并以中心线为轴线呈对称布置，实时量测各界面的压缩应变和拉伸应变，通过外部基准点测试两端点的水平位移，作为位移边界，从而计算出被测对象的挠度，实现了对被测对象的实时监测，确保了工程的安全。
[0034]2.本专利技术利用光纤光栅传感技术结合端部水平位移复核的方法量测深基坑桩墙
顶部水平位移，改变了传统位移测量方法需要浪费大量人力的缺点，具有安装方便、测量精度高、成本较低等优点。
附图说明
[0035]图1为一种深基坑桩墙顶部水平位移测试装置变形前的结构示意图；
[0036]图2为一种深基坑桩墙顶部水平位移测试方法的截面示意图；
[0037]图3为一种深基坑桩墙顶部水平位移测试方法变形后的结构示意图；
[0038]附图标记说明：被测对象1、第一光纤光栅串2、第二光纤光栅串3。
具体实施方式
[0039]下面结合实施例对本专利技术做进一步描述。下述实施例的说明只是用于帮助理解本专利技术。应当指出，对于本
的普通人员来说，在不脱离本专利技术原理的前提下，还可以对本专利技术进行若干修饰，这些改进和修饰也落入本专利技术权利要求的保护范围内。
[0040]作为一种实施例，本申请提供了一种深基坑桩墙顶部水平位移测试方法，包括：
[0041]S1、如图1所示，将第一光纤光栅串2和第二光纤光栅串3关于载体中心线对称地安装于载体两侧，且两根光纤光栅串位于同一水平面上；载体呈直线型的长条状，截面为圆形，且载体材料的弹性模量要求小于等于土体的弹性模量；第一光纤光本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种深基坑桩墙顶部水平位移测试方法，其特征在于，包括：S1、将第一光纤光栅串2和第二光纤光栅串3关于载体中心线对称地安装于载体两侧，且两根光纤光栅串位于同一水平面上；所述第一光纤光栅串2和所述第二光纤光栅串3均包括多个测点，且第一光纤光栅串2上的测点与第二光纤光栅串3上的测点之间关于载体中心线对称设置；S2、获取第一光纤光栅串2测点的初始中心波长和第二光纤光栅串3测点的初始中心波长；S3、在被测对象1上选取与端点距离分别为a和b的两点，记为A和B，并设定A和B的初始水平位移为0；S4、当载体随被测对象1发生同步变形后，获取变形后第一光纤光栅串2测点的中心波长和变形后第二光纤光栅串3测点的中心波长；S5、引入外部基准点，通过全站仪测试获取变形后A和B的水平位移V
a1
、V
b1
；S6、计算出各测点的应变变化量以及位移。2.根据权利要求1所述的深基坑桩墙顶部水平位移测试方法，其特征在于，S1中，所述测点为光纤布拉格光栅传感器，测点的中心波长用下式表示：λ
B
＝2n
eff
Λ其中，λ
B
表示中心波长，n
eff
为纤芯等效折射率，Λ为光栅周期。3.根据权利要求2所述的深基坑桩墙顶部水平位移测试方法，其特征在于，S4中，当受到外界温度、应变作用时，测点的中心波长位移表示为：Δλ
B
＝2Δn
eff
Λ+2n
eff
ΔΛ其中，Δλ
B
为测点的中心波长位移，Δn
eff
为纤芯等效折射率变化，ΔΛ为光栅周期变化。4.根据权利要求3所述的深基坑桩墙顶部水平位移测试方法，其特征在于，S4中，测点的中心波长产生的漂移为：其中，ε
z
为轴...

【专利技术属性】
技术研发人员：王群敏，张文君，黄江华，吴勇，孙浩，周利伟，
申请(专利权)人：浙江华东测绘与工程安全技术有限公司，
类型：发明
国别省市：